【摘 要】
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分布在弱电介质溶液中的电磁力(Lorentz),可以有效地控制边界层的流动,然而制约其推广应用的主要瓶颈是极为低下的控制效率.研究拟从电磁力定义出发,根据翼型绕流流场的特点,综合电磁极板空间布置方式和宽度以及磁场强度,构造具有优化特征的电磁力.以翼型的升阻比及电磁力效率η=Psaved/ Pused为判据,利用转动水槽为主的实验体系和基于双时间步Roe格式的数值方法,对翼型绕流的电磁力控制优化进行
【机 构】
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南京理工大学瞬态物理重点实验室,南京210094
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分布在弱电介质溶液中的电磁力(Lorentz),可以有效地控制边界层的流动,然而制约其推广应用的主要瓶颈是极为低下的控制效率.研究拟从电磁力定义出发,根据翼型绕流流场的特点,综合电磁极板空间布置方式和宽度以及磁场强度,构造具有优化特征的电磁力.以翼型的升阻比及电磁力效率η=Psaved/ Pused为判据,利用转动水槽为主的实验体系和基于双时间步Roe格式的数值方法,对翼型绕流的电磁力控制优化进行实验和数值研究,以提高其的控制效率.
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采用基于两方程k-ω-SST模型的IDDES方法,耦合经过详细验证和推广的自适应耗散格式,研究了80°/65°双三角翼在攻角为30°,40°涡破裂的非定常流动.将数值计算的结果与中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所风洞实验的结果进行了对比.详细分析了涡破裂随攻角变化的规律,涡破裂的非定常过程及其对非定常气动力/力矩,表面压力脉动,空间湍动能分布等的影响.
采用自行开发的RANS (Reynolds averaged Navier-Stokes)与LES (large eddy simulation)组合方法对带移动壁面的压气机叶栅叶尖泄漏流进行了数值模拟,并与实验结果及及大涡模拟结果进行了对比.
采用尺度适应模型SAS(scale adaptive simulation)计算NACA 0021翼型低马赫数大迎角气动特性,并将升力系数,阻力系数,压力分布和升力系数的功率谱密度与实验数据进行对比.SAS与Menters SST两方程湍流模型耦合时,通过加入包含速度二阶导数的项得到.
在原有的混合RANS/LES方法中引入了一组简单的转捩判断模型,通过相关气动结果和声学结果的分析对比,对这一改进方法进行验证.在具体的研究过程中采用了非线性声学求解(nonlinear acoustics solvers,NLAS)方法,该方法通过定常RANS计算,湍流人工重构和非线性扰动方程三者之间的结合将RANS和LES方法组合到同一个计算框架下,能够准确预测湍流引起的非线性气动噪声,但通常会
从湍流的多尺度混沌动力学特性出发,通过分析湍流大涡模拟中数值误差和亚格子模型误差传播的动力学行为,提出:至少对基于涡黏性模型的大涡模拟方法而言,可以在保证可分辨尺度和亚格子尺度能量传递平衡的前提下,适当放开对数值误差控制的要求.发展了一种动态自适应迎风方法.
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提出了一种尾流控制方法,即在近尾流区以流向振动的翅片抑制钝体的涡旋脱离.计算结果表明,在合适的间距范围内,振动翅片可完全抑制尾流的非定常特性,且近尾流区可恢复至回流泡状态.结果显示,源自圆柱的自由剪切层和翅片固壁处振动边界层之间的相互作用是产生尾流抑制效果的主要原因.